Direccionamiento y Topología en Estrella

Direccionamiento

Ethernet funciona dividiendo flujos de información en pequeños paquetes y enviándolos a través de la red a una determinada dirección receptora especificada por el emisor. Cada tarjeta de interfaz de red (NIC) dispone de una dirección y los switches conservan listas de las direcciones conectadas a la red en su memoria para saber dónde deben enviar los paquetes. Cada NIC del mundo dispone de una única dirección Media Access Control (MAC) (Control de acceso al medio) programada por el fabricante. Existen 280 billones de direcciones MAC distintas y solo existe una empresa en el mundo, la organización de estándares IEEE, que distribuya estas direcciones a los fabricantes. De esta forma, todas las direcciones MAC de todas las NIC del mundo son únicas, no existen duplicados y el sistema siempre funciona. Además de las direcciones MAC, se utiliza una capa de direccionamiento definible por el usuario para que la gestión de la red sea más fácil para las redes locales. Esta dirección de usuario adicional se conoce como dirección Internet Protocol y se abrevia como dirección IP. La dirección IP normalmente tiene 4 bytes de longitud (IPv4), divididos en un número de red y una dirección host. Esta división está determinada por una clave que también tiene una longitud de 4 bytes y se conoce como máscara de subred; cada bit de la dirección IP que tiene un número 1 en la máscara de subred pertenece al número de red, y todos los bits con un cero pertenecen a la dirección host. El truco es que solo las NIC con el mismo número de red pueden intercambiar información. En la mayoría de los casos, el número de red de las redes de oficinas pequeñas tiene una longitud de 3 bytes y la dirección host es de un byte. Un byte (8 bits) puede tener un valor entre 0 y 255. En las pantallas de ajustes de red de los ordenadores personales, el software rellena los valores de subred e IP con cuatro números decimales (0-255) que corresponden a los cuatro bytes de la dirección y de la máscara de subred. En las redes de oficinas pequeñas, la máscara de subred a menudo tiene el valor por defecto de 255.255.255.0, de forma que el administrador de la red puede utilizar 255 direcciones host, puesto que solo el último byte puede cambiarse y asignarse a los dispositivos de la red. Los primeros tres bytes no cambian y son el número de red. Para redes mayores, puede cambiarse la máscara de subred para obtener más espacio para más direcciones host. Normalmente los usuarios tienen que programar la dirección IP de la NIC manualmente para que la red funcione, pero en muchos casos puede programarse un dispositivo central (switch, router u ordenador) para que lo haga de forma automática cuando se conecte una NIC utilizando el Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). En 2008 se implementó una dirección IP de 16 bytes (IPv6) porque la cantidad de dispositivos activos en Internet había superado el rango de direcciones de 4 bytes. Sin embargo, para redes industriales, incluyendo las redes de audio, todavía se utiliza la versión de 4 bytes.

Estrella

Puesto que una topología en estrella consigue la máxima eficiencia de uso del ancho de banda de una red, la mayoría de redes informáticas se diseñan en estrella. El centro de una red en estrella, que soporta el máximo tráfico de información de la red, se puede diseñar con más potencia de procesamiento y redundancia, mientras que las ubicaciones finales no necesitan tanta potencia de procesamiento. Las variaciones de una topología en estrella son el árbol y la estrella de estrellas. Una topología en estrella también permite una fácil ampliación, ya que se pueden conectar nuevas ubicaciones en cualquier lugar de la red. Un inconveniente es el importante papel de la ubicación central, porque toda la información de la red hacia y desde los dispositivos conectados pasa por la misma; si falla, queda afectada una gran parte de la red. Una red que utilice una topología en estrella puede hacerse redundante utilizando el protocolo Ethernet Spanning Tree (Árbol de expansión). Dante™ y CobraNet™ utilizan topología en estrella, permitiendo una total redundancia al ofrecer dobles enlaces a la red.